Com o contínuo desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a produção mecanizada já atingiu grandes e pequenas empresas e ocupa uma posição cada vez mais importante na produção social. As máquinas consistem em peças que determinam a vida útil e a eficiência da máquina. Portanto, a qualidade de acabamento das peças é a garantia da qualidade mecânica. Este artigo explica os fatores que influenciam a qualidade e a precisão no processo de usinagem de materiais metálicos. São discutidas formas de melhorar o nível de processamento, na esperança de fornecer sugestões de referência aos departamentos relevantes.
1. Introdução
Com o desenvolvimento contínuo da produção industrial, a indústria da engenharia tornou-se gradualmente um pilar da economia nacional, afetando todos os aspectos da vida das pessoas. No entanto, as condições de trabalho de muitas peças de máquinas são muito duras e algumas até precisam ser usadas continuamente em ambientes de alta temperatura, alta pressão e alta velocidade, o que impõe requisitos mais elevados à qualidade superficial e à precisão das máquinas. Este ou aquele desgaste provoca arranhões, rachaduras, etc. nas peças mecânicas, o que reduz significativamente a vida útil da máquina e até leva a defeitos graves. Portanto, queremos melhorar a precisão do processamento mecânico. Refere-se aos parâmetros geométricos das peças obtidas após o processamento, como forma, tamanho, posição, valor, etc., e a qualidade e precisão da superfície são afetadas por certos fatores. Este artigo analisa os principais fatores de influência e analisa as oportunidades tecnológicas para melhorar a qualidade superficial e a precisão do processamento de materiais metálicos.
2. Fatores importantes que afetam a qualidade e a precisão da superfície de materiais metálicos usinados
Abaixo, analisamos os fatores que afetam a qualidade da superfície e a precisão do processamento de materiais metálicos com base nos seguintes pontos.
2.1 A influência dos erros e desgastes da máquina-ferramenta na precisão
Em geral, a qualidade superficial e a precisão dos produtos metalúrgicos são causadas principalmente pelo erro geométrico da máquina-ferramenta. Ao girar, o trilho-guia e a corrente rotativa do fuso da ferramenta apresentam certos erros na posição e formato das peças usinadas, que podem ser causados pela instabilidade do fuso ou pela oscilação do sentido de rotação do eixo. Este erro é geralmente inevitável, mas pode ser minimizado através do acabamento. Ao mesmo tempo, os resíduos gerados durante a usinagem em alta velocidade de materiais plásticos deixam facilmente depósitos na superfície das peças, o que também afeta a rugosidade da superfície mecânica.
2.2 Influência dos parâmetros de geometria da ferramenta e retificação na qualidade da superfície
Cada ferramenta roça nas peças durante o processo de usinagem, causando diversos graus de desgaste. Devido aos diferentes materiais da ferramenta, a rugosidade e a precisão do processamento também diferem. A velocidade de corte, a taxa de avanço e a taxa de avanço também têm uma certa influência na qualidade da superfície das peças. Entre os parâmetros geométricos da ferramenta, o ângulo de deflexão secundário, o ângulo de deflexão principal e o arco da faca afiada podem afetar mais a rugosidade da superfície mecânica. A rugosidade processada por ferramentas de aço rápido é geralmente muito maior do que a das ferramentas de metal duro, tornando-as inadequadas para o processamento de ferramentas de ferro. Ao mesmo tempo, a própria superfície da lâmina da ferramenta tem certa influência no corte, e é melhor manter o valor da rugosidade da ferramenta abaixo do segundo nível da peça.
2.3 Influência dos erros de posicionamento da peça na qualidade e precisão da superfície
O erro de posicionamento da peça refere-se ao erro de montagem do próprio dispositivo de posicionamento. Geralmente ocorre quando a data de posicionamento e o projeto não coincidem. Durante o processamento, o subposicionamento pode ocorrer facilmente e danificar a peça de trabalho em vários graus. Ao mesmo tempo, a plasticidade e a condutividade térmica do material da peça também afetam a precisão das peças. Suponha que seja utilizada uma peça de trabalho com grande plasticidade. Nesse caso, é mais fácil emperrar o rebolo mecânico e usar uma peça com baixa condutividade térmica não favorece a dissipação de calor das peças de liga.
2.4 Influência da retificação na qualidade e precisão da superfície
Primeiro, o tamanho do rebolo determina o tamanho dos riscos na superfície de esmeril. Quanto mais fino for o rebolo, menores serão os riscos na superfície da peça de trabalho. Porém, se o rebolo for muito fino, ele também bloqueará o rebolo e as ondas resultantes causarão altas temperaturas, mas o desgaste da peça será mais sério. Em segundo lugar, a quantidade e a velocidade da retificação também desempenham um papel crucial na precisão da usinagem. À medida que a velocidade de rotação do rebolo aumenta, o número de grãos abrasivos na peça aumenta, mas a espessura do metal diminui. Se a velocidade de rotação do rebolo for muito baixa, o tempo de contato com a peça aumentará e a liberação de calor também levará a uma diminuição na precisão. Ao mesmo tempo, aumentar a taxa de avanço aumenta a rugosidade da superfície da peça. Para melhorar o desempenho de retificação, é necessário usar uma velocidade de avanço radial menor a tempo de reduzir a rugosidade da superfície.
3. Abordagem de processo para melhorar a qualidade e precisão da superfície no processamento de materiais metálicos
Abaixo discutimos os principais fatores que influenciam a qualidade e a precisão da superfície na usinagem de materiais metálicos. Os seguintes aspectos são utilizados para melhorar o processo e as possibilidades para isso são brevemente analisadas.
3.1 Reduza a ocorrência do erro original
Reduzir ou eliminar o erro original pode melhorar muito a precisão geométrica da máquina-ferramenta. Para fazer isso, não apenas a precisão do dispositivo, das ferramentas de medição e das próprias peças de precisão deve ser melhorada, mas também o controle do processo deve evitar a ocorrência de erros originais, como deformação térmica. Primeiro, as causas profundas da falha original devem ser analisadas e os planos e ações apropriados devem ser tomados dependendo da situação. Por exemplo, na usinagem da superfície do molde das peças, a precisão deve ser melhorada reduzindo o erro da ferramenta, e a usinagem das peças de precisão deve ser realizada melhorando a rigidez e a usinagem a quente da máquina-ferramenta. Em segundo lugar, o método de transferência de erros pode ser usado para reduzir o erro. Isso transfere a direção mais sensível do erro, mantendo-o na região não sensível e reduzindo sua interferência com o núcleo e as peças de precisão. Pode-se observar que embora os erros sejam inevitáveis, os danos causados pelo erro podem ser reduzidos pelos meios do processo e a qualidade e precisão da usinagem podem ser melhoradas.
3.2 Use os materiais de corte corretos
Primeiramente, os parâmetros geométricos da ferramenta devem ser alterados tanto quanto possível para reduzir a altura da área residual da ferramenta. A rugosidade pode ser reduzida reduzindo o ângulo de deflexão secundário ou usando diretamente a lâmina de acabamento e acabamento. Em segundo lugar, é necessário controlar cientificamente a velocidade de corte. O material e o desempenho das peças usinadas determinam a escolha da velocidade de corte. Se a velocidade de corte for baixa para peças com grande plasticidade, causará deformação do material ou formação de incrustações. Para materiais com alta dureza e baixa tenacidade, o tratamento térmico pode ser realizado antes do corte para evitar danos durante o processamento. Também aqui é importante escolher o material de corte correto; As ferramentas de corte desempenham um papel importante no processamento de materiais metálicos; podem ter o efeito de resfriar, limpar e lubrificar peças; O uso correto do fluido de corte pode não apenas reduzir a rugosidade da peça, mas também prolongar significativamente a vida útil e melhorar o desempenho. Além disso, métodos de corte de alta precisão podem melhorar significativamente a precisão do processo. Refere-se ao uso de uma ferramenta com rugosidade superficial de Rn0,04 μm. O raio cego da ferramenta deve estar na faixa nano. Não apenas a quantidade de ferramenta de corte é pequena, mas a velocidade de corte também é alta e a área de risco restante na peça pode ser negligenciada. No entanto, este método é um pouco caro e adequado para usinar peças de alta precisão.
3.3 Escolha sensata das condições de resfriamento
O refrigerante é usado para reduzir a alta temperatura da área de moagem. Pulverizar o líquido refrigerante na superfície da peça aquecida pode resfriá-la efetivamente. Geralmente, o bico deve ser selecionado de acordo com a pressão do fluido de corte, o que pode aumentar o efeito de resfriamento e evitar que o refrigerante seja pulverizado em outro lugar. Ao mesmo tempo, devido à estrutura complexa do rebolo poroso e do rebolo imerso em óleo, deve-se tomar cuidado ao introduzir o líquido na ranhura da cavidade no meio ao pulverizar o refrigerante, de modo que o interior e o exterior sejam resfriado uniformemente e atinge o efeito máximo do refrigerante.
